Bezdrôtové zariadenie je síce menšie ako zrnko ryže, ale výkonné. Je tiež biokompatibilné a do tela sa vstrebe, keď už nebude potrebné.
Zľava doprava: tradičný kardiostimulátor, bezdrôtový kardiostimulátor a najmenší kardiostimulátor na svete. Zdroj: Northwestern University
Malú mašinku vyvinuli inžinieri z Northwestern University v americkom Evanstone v štáte Illinois.
Kardiostimulátor je taký malý, že ho možno neinvazívne vpraviť do tela pacienta pomocou injekčnej striekačky. Napriek malým rozmerom – šírku má len 1,8 milimetra, dĺžku 3,5 milimetra a hrúbku 1 milimeter – je rovnako výkonný ako klasický kardiostimulátor.
Hlavným autorom štúdie, uverejnenej v časopise Nature, ktorá dokazuje účinnosť zariadenia, je pionier v oblasti bioelektroniky John Rogers. Vedci preukázali účinnosť zariadenia na viacerých modeloch veľkých a malých zvierat, ako aj na ľudských darcovských srdciach.
Ako funguje kardiostimulátor?
Kardiostimulátor menší ako zrnko ryže je spojený s malým, mäkkým, flexibilným, bezdrôtovým, nositeľným zariadením, ktoré sa pripevní na hrudník pacienta a riadi kardiostimuláciu.
Prístroj využíva galvanický článok – batériu tvorenú dvoma kovovými elektródami, ktoré interagujú s telesnými biologickými tekutinami a premieňajú chemickú energiu na elektrické impulzy na stimuláciu srdca. Externý spínač aktivovaný svetlom ovláda stav zapnutia/vypnutia zariadenia.
Keď nositeľné zariadenie zaznamená nepravidelný srdcový tep, automaticky vyšle svetelný impulz na báze infračerveného svetla, ktorým aktivuje kardiostimulátor. Tieto krátke impulzy, ktoré prenikajú cez kožu, hrudnú kosť a svaly pacienta, riadia kardiostimuláciu.
Kardiostimulátor je určený pacientom, ktorí potrebujú len dočasnú kardiostimuláciu. Všetky jeho súčasti sú biokompatibilné. V prípade, že už pacient kardiostimuláciu nepotrebuje, prístroj sa v tele jednoducho rozpustí. Obíde sa tým potreba jeho chirurgickej extrakcie.
Najmenší kardiostimulátor na svete sa aktivuje svetlom. Zdroj: Youtube/Northwestern University
Pomôcť má najmä deťom
Vedci, ktorí pracovali na vývoji miniatúrneho zariadenia, chcú týmto prístrojom pomôcť najmä deťom s vrodenou srdcovou chybou, ktoré sú týždeň po operácii odkázané na dočasný kardiostimulátor. Srdce sa po operácii zotaví, ide o to preklenúť kritické obdobie, vo všeobecnosti sedem dní, keď malí pacienti potrebujú kardiostimuláciu.
„Našou hlavnou motiváciou boli deti,“ uviedol v tlačovej správe experimentálny kardiológ a spoluautor štúdie Igor Efimov z Northwestern University. Pomôcť by však mohol aj dospelým, ktorí sa zotavujú po operácii srdca.
Bozhi Tian z Chicagskej univerzity, ktorý na vývoji prístroja neparticipoval, považuje miniatúrny kardiostimulátor za prelomový. Podľa neho by mohol priniesť pokrok i v iných oblastiach medicíny.
Riziko spojené s klasickým kardiostimulátorom
Milióny ľudí na celom svete nosia trvalé kardiostimulátory, ktoré stimulujú srdce elektrickými impulzmi, aby zabezpečili jeho normálny rytmus.
Malý prístroj pozostáva z dvoch hlavných častí — z generátora impulzov a elektród. Generátor impulzov sa implantuje pod kožu. Elektródy sa implantujú priamo do srdca.
Keď už kardiostimulátor nie je potrebný, zdravotnícky personál musí elektródy odstrániť, čo môže spôsobiť poranenia srdcového svalu.
Na komplikácie po takomto zákroku doplatil v roku 2012 americký astronaut Neil Armstrong. Po odstránení elektród dočasného kardiostimulátora zomrel na následky vnútorného krvácania.
Všestranná technológia
Vyvinutý miniatúrny kardiostimulátor prináša inováciu – do tela sa vstrebe v prípade, že už nebude potrebný.
„Srdce si vyžaduje nepatrné množstvo elektrickej stimulácie,“ cituje Rogersa tlačová správa. „Minimalizáciou veľkosti výrazne zjednodušujeme postupy implantácie, znižujeme traumu a riziko pre pacienta a vďaka rozpustnej povahe zariadenia eliminujeme potrebu sekundárnych chirurgických extrakčných postupov,“ dodal.
Chvíľu ešte potrvá, kým budú ľudia miniatúrny kardiostimulátor testovať. Podľa vedcov je to otázka dvoch-troch rokov.
Všestrannosť tejto technológie otvára širokú škálu ďalších možností využitia. Uplatniť by sa mohla v bioelektronickej medicíne vrátane pomoci pri rekonvalescencii nervov a kostí, liečbe rán a blokovaní bolesti.
Zdroj: Northwestern University, science.ORF.at
(zh)
